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巴爾哲稀有稀土礦床鋯和稀土離散成礦作用

2021/12/27 14:29:59

戰(zhàn)略性關(guān)鍵資源稀土材料是現(xiàn)今社會必需的稀有戰(zhàn)略性資源金屬，與堿性、過堿性巖漿活動有關(guān)的稀有稀土礦床是關(guān)鍵金屬的重要來源。前人研究主要聚焦稀土沉淀的主控因素和富集機制，但對稀土成礦和鋯成礦二者時間和成因的認識還不完全，阻礙了我們對堿性花崗巖型稀有稀土礦床成礦精細過程的深入理解。

對于以上關(guān)鍵問題，學(xué)校地球科學(xué)與自然資源我校地球科學(xué)與資源學(xué)院教授，依托“成礦動力學(xué)”高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃、以我國內(nèi)蒙古巴爾哲Zr-Nb-Be-REE礦床為研究對象，等微區(qū)結(jié)構(gòu)和微束分析方法，在巖石探針片上開展鋯石和獨居石的礦物形貌學(xué)、地球化學(xué)和U-Pb年代學(xué)研究。

取得如下創(chuàng)新性認識：

1、巴爾哲礦床發(fā)育有三類鋯石和一類獨居石（圖1）。碳酸鑭Ia型鋯石與造巖礦物共生，呈自形-半自形，發(fā)育良好的振蕩生長環(huán)帶，具有輕稀土虧損、重稀土富集的典型巖漿鋯石特征。Ib型鋯石與造巖礦物共生，呈半自形-他形，邊緣發(fā)育溶蝕現(xiàn)象，陰極發(fā)光強度較弱，生長環(huán)帶被局部溶蝕，具有輕重稀土均相對富集的特征，表明其為被富含輕稀土流體強烈交代的巖漿成因鋯石。II型鋯石與稀土礦物共生，呈半自形-他形，陰極發(fā)光強度較弱，多不發(fā)育生長環(huán)帶，具有輕重稀土均相對富集的特征，表明其為富含鋯和稀土流體沉淀的產(chǎn)物。獨居石與其他稀土礦物共生，交代造巖礦物或鋯石，表明其為熱液成因。

2、Ia型鋯石U-Pb年代為127.2±1.3Ma，Ib型鋯石U-Pb年代為125.4±0.7Ma，II型鋯石U-Pb年代為123.9±0.6Ma，獨居石U-Pb年代為122.8±0.6Ma，表明巴爾哲堿性花崗巖侵位于約127Ma，稀土成礦熱液活動發(fā)生在約123Ma。

3、精細的鋯石和獨居石礦物形貌學(xué)、地球化學(xué)和U-Pb年代學(xué)研究表明，巴爾哲礦床Zr與REE為獨立成礦作用，巖漿結(jié)晶分異為鋯成礦主控因素，而巖漿過程預(yù)富集和熱液過程二次富集為稀土成礦主控因素。

該研究針對巖石探針片上的鋯石和獨居石進行微區(qū)結(jié)構(gòu)和微束分析，準確限定了巴爾哲礦床鋯和稀土成礦年代，為揭示巴爾哲礦床鋯、碳酸鑭、鈮、鈹、稀土成礦精細過程提供重要基礎(chǔ)。精細的原位微區(qū)結(jié)構(gòu)和微束分析研究方法不僅揭示了堿性、過堿性巖漿作用鋯礦化和稀土礦化的時間和成因聯(lián)系，對解決“巖漿-熱液礦床原位定年”問題具有重要的參考意義。

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